[發明專利]基于邁克爾遜干涉儀的4f相位相干成像方法

無效

• 申請號: 200710144600.5
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN101149344A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 李云波;潘廣飛;宋瑛林;楊昆;王玉曉;張學如
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G06F19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明所涉及的是一種基于邁克爾干涉儀的4f相干相位成像技術測量介質的非線性折射性質的方法，屬于非線性光子學材料和非線性光學信息處理領域。

背景技術

隨著光通信和光信息處理等領域的飛速發展，非線性光學材料研究日益重要。光開關、相位復共軛、光限幅以及光調制等功能的實現主要依賴于非線性光學材料的研究進展，而光學非線性測量技術是研究非線性光子學材料的關鍵技術之一。目前常用的測量非線性光學參數方法有Z掃描、4f系統相干成像技術、馬赫-曾德爾干涉法、四波混頻、三次諧波非線性干涉法、橢圓偏振法等。上述測量方法中的后三種光路比較復雜，而且在測量非線性折射效應的時候無法區分材料三階極化率的實部和虛部；上述Z掃描技術光路簡單、靈敏度高，是目前應用最為廣泛的一個測量技術，但是需要樣品在激光傳播方向的移動，需要激光多次激發，對薄膜和易損傷的材料不適用，由于需要多次激發，在研究材料的光動力學方面無能為力；上述馬赫-曾德爾干涉技術具有單脈沖測量、靈敏度高的優點，但無法區別材料的非線性吸收、光路復雜、數據處理復雜的缺點。

在應用基于邁克爾遜干涉儀的4f相位相干成像裝置測量介質非線性折射性質時，具有光路簡單、實驗數據處理簡單、對材料的非線性相移的測量不受非線性吸收的影響、單脈沖測量的優點，其在測量薄膜和易損傷材料時的優點也顯而易見，而且是研究材料的光動力學性質的有力手段。而傳統的4f系統相干成像技術數據的處理較為麻煩、無法避免非線性吸收的影響。

馬赫-曾德爾干涉儀的方法最早是由Georges?Boudebs等人于2000年提出(G.Boudebs，M.Chis，and?X.Nguyen?Phu，“Third-order?susceptibilitymeasurement?by?a?new?Mach-Zehnder?interferometry?technique”，J.Opt.Soc.Am.B，18(5)，623-627)。這個方法是利用在馬赫-曾德爾干涉儀一個臂中產生相位轉換而使干涉條紋發生局部的形變，用CCD接收到形變的結果，然后做一次傅立葉變換得到非線性相位轉換的函數分布。它同Z掃描方法一樣，也屬于光束畸變測量，其基本原理是在馬赫-曾德爾干涉儀的一個臂上放置樣品，通過泵浦的方法讓通過此樣品的單壁產生非線性相移，從而使干涉條紋產生局域的形變，但是此方法由于產生形變的范圍太小，對噪聲和激光的穩定性要求很高、數據處理復雜且誤差較大。

發明內容